物理选择性必修 第二册3 变压器同步训练题

这是一份物理选择性必修 第二册3 变压器同步训练题，共18页。

[学习目标] 1.了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理.2.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题.3.掌握理想变压器的功率关系，并能推导出原、副线圈的电流关系．
一、变压器的原理
1．构造：由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作原线圈，与负载连接的线圈叫作副线圈．
2．原理：互感现象是变压器工作的基础．原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中激发的磁场也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生感应电动势．
二、电压与匝数的关系
1．理想变压器：没有能量损失的变压器叫作理想变压器，它是一个理想化模型．
2．电压与匝数的关系
理想变压器原、副线圈的电压之比等于原、副线圈的匝数之比，即eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2).
3．两类变压器
副线圈的电压比原线圈的电压低的变压器叫作降压变压器；副线圈的电压比原线圈的电压高的变压器叫作升压变压器．
三、变压器中的能量转化
原线圈中电场的能量转变成磁场的能量，变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，在副线圈中产生了感应电流，磁场的能量转化成了电场的能量．
1．判断下列说法的正误．
(1)理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比．( √ )
(2)输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高．( × )
(3)变压器能改变交变电流的电压，也能改变恒定电流的电压．( × )
(4)理想变压器不仅能改变交变电流的电压和电流，也能改变交变电流的功率和频率．( × )
(5)理想变压器的输入和输出功率相等．( √ )
2．一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流．已知两个线圈的匝数比为40∶1，则副线圈中的输出电压为________，输出功率为________，变压器原线圈中的电流为________．
答案 250 V 50 kW 5 A
解析 由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，得U2＝eq \f(U1n2,n1)＝eq \f(10×103×1,40) V＝250 V；由理想变压器功率关系，得P入＝
P出＝U1I1＝U2I2＝250×200 W＝50 kW，同时得I1＝eq \f(U2I2,U1)＝eq \f(250×200,10×103) A＝5 A.
一、变压器的原理 电压与匝数的关系
1．变压器的构造
变压器由闭合铁芯、原线圈、副线圈组成，其构造示意图与电路中的符号分别如图1甲、乙所示．
图1
2．变压器的工作原理
(1)原理
互感现象是变压器工作的基础．电流通过原线圈时在铁芯中激发磁场，由于电流的大小、方向在不断变化，所以铁芯中的磁场也在不断变化．变化的磁场在副线圈中产生了感应电动势，副线圈也能够输出电流．
(2)原理图解
3．变压器原、副线圈中的电压关系
(1)只有一个副线圈：eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)；
(2)有多个副线圈：eq \f(U1,n1)＝eq \f(U2,n2)＝eq \f(U3,n3)＝…
4．自耦变压器
铁芯上只绕有一个线圈，如果把整个线圈作为原线圈，副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压，反之则可以升高电压，如图2所示．
图2
(多选)如图3所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝1∶2，U1＝220eq \r(2)sin ωt (V)，n1＝1 100匝，以下说法正确的是( )
图3
A．穿过原、副线圈的磁通量的变化率之比为1∶2
B．穿过原、副线圈的磁通量的变化率的最大值相等，均为eq \f(\r(2),5) V
C．原、副线圈每一匝产生的电动势有效值相等，均为0.2 V
D．原、副线圈电压的最大值之比为1∶2
答案 BCD
解析 对于理想变压器，由于没有磁通量损耗，所以穿过原、副线圈的磁通量的大小相等，磁通量的变化率相等，A错误．根据E1＝n1eq \f(ΔΦ,Δt)得磁通量的变化率的最大值为每一匝线圈产生的电动势的最大值，即(eq \f(ΔΦ,Δt))max＝eq \f(220\r(2),1 100) V＝eq \f(\r(2),5) V，所以每一匝线圈产生的电动势的有效值为0.2 V，B、C正确．由于原、副线圈的匝数比为1∶2，所以原、副线圈电压的最大值之比也为1∶2，D正确．
一自耦变压器如图4所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中( )
图4
A．U2>U1，U2降低 B．U2>U1，U2升高
C．U2答案 C
解析 由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，n1>n2知U2二、理想变压器原、副线圈的功率关系和电流关系
导学探究 阅读教材回答下列三个问题：
(1)什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？
(2)根据能量守恒推导只有一个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系．
(3)根据能量守恒推导有多个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系．
答案 (1)理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器铁芯中涡流造成能量损耗．所以理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出．
(2)由能量守恒有P入＝P出，即U1I1＝U2I2.
所以eq \f(I1,I2)＝eq \f(U2,U1)＝eq \f(n2,n1).
(3)若有多个副线圈，则P1＝P2＋P3＋…，
即U1I1＝U2I2＋U3I3＋…
将U1∶U2∶U3∶…＝n1∶n2∶n3∶…代入得
n1I1＝n2I2＋n3I3＋…
知识深化
1．功率关系
从能量守恒看，理想变压器的输入功率等于输出功率，即P入＝P出．
2．电流关系
(1)只有一个副线圈时，U1I1＝U2I2或eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1).
(2)当有多个副线圈时，I1U1＝I2U2＋I3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋…
(2019·广州外国语学校期中)如图5，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝4∶1，电压表和电流表均为理想电表，灯泡电阻RL＝110 Ω，A、B端电压u1＝220eq \r(2)sin 100πt(V)．下列说法正确的是( )
图5
A．副线圈输出的交流电的频率为25 Hz
B．电压表的示数为55eq \r(2) V
C．电流表的示数为1.0 A
D．变压器输入功率为27.5 W
答案 D
解析 由题可知，交流电的频率f＝50 Hz，故A错误；原线圈两端的电压有效值为eq \f(220\r(2),\r(2)) V＝220 V，由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)可知U2＝55 V，电压表的示数为55 V，故B错误；电流表的示数为eq \f(55,110) A＝0.5 A，故C错误；变压器的输入功率等于输出功率，大小为0.5×55 W＝27.5 W，故D正确．
三、理想变压器的制约关系和动态分析
1．电压、电流、功率的制约关系
(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比eq \f(n1,n2)一定时，输入电压U1决定输出电压U2，即U2＝eq \f(n2U1,n1).
(2)功率制约：P出决定P入，P出增大，P入增大；P出减小，P入减小；P出为0，P入为0.
(3)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比eq \f(n1,n2)一定，且输入电压U1确定时，副线圈中的输出电流I2决定原线圈中的电流I1，即I1＝eq \f(n2I2,n1)(只有一个副线圈时)．
2．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况
(1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是R→I2→P出→P入→I1.
(2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是n1、n2→U2→I2→P出→P入→I1.
(多选)(2019·孝感市八校联盟高二下期末联考)理想变压器的原线圈连接一只理想电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图6所示，在副线圈上连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑片．原线圈两端接在电压为U的交流电源上．则( )
图6
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大
C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
答案 AC
解析 在原、副线圈匝数比一定的情况下，变压器的输出电压由输入电压决定．因此保持Q的位置不动，输出电压不变，将P向上滑动时，副线圈电路总电阻增大，则输出电流减小，输入电流也减小，则电流表的读数变小，故A正确，B错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，则输出电压变大，输出电流变大，输入电流也变大，则电流表的读数变大，故C正确，D错误．
针对训练 (2019·三明市高二下期末联考)如图7所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关K断开，当K接通时，以下说法正确的是( )
图7
A．副线圈两端M、N的输出电压减小
B．副线圈输电线等效电阻R上的电压减小
C．通过灯泡L1的电流增大
D．原线圈中的电流增大
答案 D
解析 输入电压和原、副线圈的匝数比不变，由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)可知副线圈两端M、N的输出电压不变，A错误；当K接通时，副线圈电路的总电阻减小，总电流I2变大，输电线等效电阻R上的电压增大，并联部分的电压减小，通过灯泡L1的电流减小，B、C错误；由eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)可知，电流I2变大，则I1变大，即原线圈中的电流增大，D正确．
1．(变压器的工作原理)关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( )
A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变
B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等
C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势
D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈
答案 C
解析 通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S不变，故磁通量Φ变化，A错误；因理想变压器无漏磁，故穿过原、副线圈的磁通量始终相等，B错误；由互感现象知，C正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原、副线圈通过磁场联系在一起，D错误．
2．(理想变压器基本关系的应用)(多选)如图8所示，一理想变压器的原线圈匝数n1＝1 100匝，副线圈匝数n2＝220匝．交流电源的电压u＝220eq \r(2)sin 100πt(V)，电阻R＝44 Ω，电压表、电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是( )
图8
A．副线圈中交变电流的频率为50 Hz
B．电压表的示数为44 V
C．电流表A1的示数为0.2 A
D．电流表A2的示数为1.4 A
答案 ABC
解析 根据交流电源的电压u＝220eq \r(2)sin 100πt(V)可知，该交流电源的电压的最大值为220eq \r(2) V，电压的有效值为220 V，频率为50 Hz.变压器可以改变交变电压和交变电流的大小，但不改变交变电流的频率，故副线圈中交变电流的频率为50 Hz，选项A正确；交流电表的示数为有效值，根据变压器原、副线圈的电压关系eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，得U2＝44 V，即电压表的示数为44 V，由欧姆定律得I2＝eq \f(U2,R)＝1 A，即电流表A2的示数为1 A，根据变压器原、副线圈的电流关系eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，得I1＝0.2 A，即电流表A1的示数为0.2 A，选项B、C正确，D错误．
3．(理想变压器的动态分析)(多选)如图9所示，是通过变压器给用户供电的示意图，变压器的输入电压是电网电压，基本稳定，输出电压通过输电线输送给用户，输电线的总电阻用R0表示，用变阻器的电阻R表示用户用电器的总电阻，当变阻器的滑动触头P向上移动时，以下说法正确的是( )
图9
A．相当于增加用电器的个数
B．V1的示数随V2示数的增大而增大
C．A1的示数随A2示数的减小而减小
D．变压器的输入功率减小
答案 CD
解析 当变阻器的滑动触头P向上移动时，用电器的总电阻增大，相当于并联时的用电器数目减少，同时变压器的输入功率减小，由于电网输入电压不变，所以输出电压不变，两个电压表的示数不变，故选项A、B错误，D正确；eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，I2减小，所以A1的示数I1随A2示数I2的减小而减小，故选项C正确．
4．(理想变压器的动态分析)(多选)(2020·济南二中模拟)图10甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电．图中RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表．则下列说法正确的是( )
图10
A．图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51sin 50πt(V)
B．变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4
C．变压器输入、输出功率之比为1∶4
D．RT处温度升高时，电压表示数不变，电流表的示数变大
答案 BD
解析 原线圈接题图乙所示的正弦交变电流，由题图乙知最大电压为51 V，周期为0.02 s，角速度ω＝eq \f(2π,T)＝100π rad/s，则电压的瞬时值表达式为u＝51sin 100πt(V)，故A错误；由eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)可知，变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4，故B正确；根据变压器的工作原理可知，理想变压器的输入、输出功率之比应为1∶1，故C错误；电压表测得是原线圈的输入电压，恒定不变，则副线圈的输出电压不变，RT处温度升高时，阻值减小，根据欧姆定律可知，电流表的示数变大，故D正确.
训练1 变压器的工作原理及基本规律
考点一 对变压器原理的理解
1．(多选)理想变压器正常工作时，原、副线圈中一定相等的物理量是( )
A．每匝线圈中磁通量的变化率
B．交变电流的频率
C．原线圈的输入功率和副线圈的输出功率
D．原线圈的感应电动势和副线圈的感应电动势
答案 ABC
2．如图1所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，当导体棒在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表的示数是12 mA，则副线圈中电流表的示数是( )
图1
A．3 mA B．48 mA
C．0 D．与R的阻值有关
答案 C
解析 当导体棒在平行导轨上匀速切割磁感线时，产生的电流是恒定的，不会使副线圈的磁通量变化，因而副线圈中无感应电流，选项C正确．
考点二 变压器的基本规律
3．(2019·江苏卷)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10，当输入电压增加20 V时，输出电压( )
A．降低2 V B．增加2 V
C．降低200 V D．增加200 V
答案 D
解析 由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)知eq \f(ΔU1,ΔU2)＝eq \f(n1,n2)，代入数据得ΔU2＝200 V，故D正确．
4．(2019·济南市期末)用有效值为220 V的正弦交流电通过理想变压器对一灯泡供电，变压器输出电压的有效值是110 V，通过灯泡的电流随时间变化的规律如图2所示，则( )
图2
A．变压器的输入功率为110 W
B．输出电压的最大值是110 V
C．变压器原、副线圈匝数比是1∶2
D．变压器原线圈所在电路中电流的最大值为eq \r(2) A
答案 A
解析 由题图可知流过该灯泡的电流的有效值为I2＝eq \f(Im,\r(2))＝eq \f(\r(2),\r(2)) A＝1 A，因此变压器的输入功率为P＝110×1 W＝110 W，A正确；变压器的输出电压的最大值应为Um＝eq \r(2)U2＝110eq \r(2) V，B错误；由变压器的工作原理知eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，解得eq \f(n1,n2)＝2，C错误；eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，代入数据解得I1＝eq \f(1,2) A，则变压器原线圈所在电路中电流的最大值为eq \f(\r(2),2) A，D错误．
5.(多选)如图3所示，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交流电源上．闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A．以下判断正确的是( )
图3
A．变压器输入功率为484 W
B．通过原线圈的电流的有效值为0.6 A
C．通过副线圈的电流的最大值为2.2 A
D．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶3
答案 BD
解析 理想变压器的输入功率等于输出功率，P1＝P2＝I2U2＝2.2×60 W＝132 W，选项A错误；由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)得eq \f(n1,n2)＝eq \f(U1,U2)＝eq \f(220,60)＝eq \f(11,3)，选项D正确；由eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)得I1＝eq \f(n2,n1)I2＝eq \f(3,11)×2.2 A＝0.6 A，选项B正确；根据I＝eq \f(Im,\r(2))得通过副线圈的电流的最大值I2m＝eq \r(2)I2＝eq \f(11,5)eq \r(2) A≈3.1 A，选项C错误．
6.(多选)如图4所示，Q是熔断电流为1 A的保险丝，R为用电器，理想变压器的原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝2∶1.原线圈的电压为u＝220eq \r(2)sin (100πt) V．要使保险丝不熔断，则( )
图4
A．副线圈中电流最大值不超过2 A
B．副线圈中电流有效值不超过2 A
C．R的阻值一定不能小于55 Ω
D．R的阻值一定不能小于77 Ω
答案 BC
解析 保险丝的原理是电流的热效应，应该用电流的有效值进行计算．由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)得：U2＝eq \f(n2,n1)U1＝eq \f(1,2)×220 V＝110 V．由eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)得：I2＝eq \f(n1,n2)I1＝eq \f(2,1)×1 A＝2 A，所以Rmin＝eq \f(U2,I2)＝55 Ω，故B、C正确．
7.自耦变压器的铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图5所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝，原线圈为1 100匝，接在电压有效值为220 V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW，设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想变压器，则U2和I1分别约为( )
图5
A．380 V和5.3 A B．380 V和9.1 A
C．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A
答案 B
解析 由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得：eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，U1I1＝U2I2＝P2，所以，当变压器输出电压调至最大时，副线圈的匝数也最大，为n2＝1 900匝，负载R上的功率也最大，为2.0 kW，则U2＝eq \f(n2,n1)U1＝eq \f(1 900,1 100)×220 V＝380 V，I1＝eq \f(P2,U1)＝eq \f(2.0×103,220) A≈
9.1 A，故选项B正确．
8.在如图6甲、乙所示的电路中，当A、B接10 V交流电压时，C、D间电压为4 V；当M、N接10 V直流电压时，P、Q间电压也为4 V．现把C、D接4 V交流电压，P、Q接4 V直流电压，则A、B间和M、N间的电压分别是( )
图6
A．10 V 10 V B．10 V 4 V
C．4 V 10 V D．10 V 0
答案 B
解析 题图甲是一个自耦变压器，当A、B作为输入端，C、D作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比．当C、D作为输入端，A、B作为输出端时，是一个升压变压器，两边的电压比也等于两边线圈的匝数之比，所以C、D接4 V交流电压时，A、B间将得到10 V交流电压．题图乙是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们的电阻的大小成正比．但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面的电阻，上面的电阻中没有电流，M、P两端也就没有电势差，即M、P两点的电势相等，所以当P、Q接4 V直流电压时，M、N两端电压也是4 V，故B正确．
9．(2018·天津卷)教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图7所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的eq \f(1,2)，则( )
图7
A．R消耗的功率变为eq \f(1,2)P
B．电压表V的读数变为eq \f(1,2)U
C．电流表A的读数变为2I
D．通过R的交变电流频率不变
答案 B
解析 发电机线圈的转速变为原来的eq \f(1,2)，由E＝eq \f(nBSω,\r(2))知，原线圈中输入电压变为原来的eq \f(1,2)，频率变为原来的eq \f(1,2).根据eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，则U2变为原来的eq \f(1,2)，即U2＝eq \f(1,2)U，则通过R的电流变为原来的eq \f(1,2)，R消耗的功率P2＝eq \f(U\\al(22),R)＝eq \f(1,4)P，根据eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，原线圈上的电流也变为原来的eq \f(1,2)，即电流表A的读数变为eq \f(1,2)I，故选B.
10. (2019·天津宝坻区第一中学期末)一理想变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图8所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则( )
图8
A．U＝66 V，k＝eq \f(1,9) B．U＝22 V，k＝eq \f(1,9)
C．U＝66 V，k＝eq \f(1,3) D．U＝22 V，k＝eq \f(1,3)
答案 A
解析 原、副线圈两端电压比等于线圈匝数比，根据副线圈回路中负载电阻两端的电压为U，可知副线圈两端电压为U，原线圈两端电压为3U，通过副线圈的电流I2＝eq \f(U,R)，根据eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)可得通过原线圈的电流I1＝eq \f(U,3R)，原线圈接有电压为220 V的交流电，则220 V＝3U＋eq \f(U,3R)·R，整理可得U＝66 V；根据P＝I2R，又因为电阻相等，I1∶I2＝1∶3，可得原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为P1∶P2＝1∶9，即k＝eq \f(1,9)，根据以上分析可知，选项A正确．
训练2 变压器的动态分析
1.(多选)(2019·湖南长郡中学高二上月考)如图1所示，理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电，副线圈接有光敏电阻R(阻值随光照强度增强而减小)、理想交流电流表A，下列说法正确的是( )
图1
A．当U增大时，变压器的输入功率增大
B．当f减小时，变压器的输入功率减小
C．当光照增强时，交流电流表A的示数减小
D．当滑动触头P向下滑动时，交流电流表A的示数增大
答案 AD
解析 当U增大时，根据eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)可得副线圈两端的电压增大，所以副线圈消耗的电功率增大，则变压器的输入功率增大，A正确；变压器的输入功率与交流电频率无关，B错误；当光照增强时，R减小，电流增大，交流电流表A的示数增大，C错误；当滑动触头P向下滑动时，eq \f(n1,n2)变小，即U2增大，电流增大，所以交流电流表A的示数增大，D正确．
2．如图2所示的交流电路中，理想变压器输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表．当滑动变阻器R的滑动触头向下移动时( )
图2
A．灯L变亮
B．各个电表读数均变大
C．因为U1不变，所以P1不变
D．P1变大，且始终有P1＝P2
答案 D
解析 理想变压器的输出电压由输入电压和原、副线圈的匝数比决定，输入电压和原、副线圈的匝数比均不变，所以输出电压也不变，输入功率和输出功率始终相等，当滑动变阻器R的滑动触头向下移动时，滑动变阻器接入电路中的电阻减小，副线圈电路的总电阻减小，所以总电流变大，消耗的功率将变大，R0两端的电压变大，所以灯L两端的电压变小，电压表的示数变小，灯L变暗，由于总的电流变大，而通过灯L的电流变小，则通过滑动变阻器的电流变大，所以电流表的示数变大，D正确．
3.(多选)如图3所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合开关S，下列说法正确的是( )
图3
A．P向下滑动时，灯L变亮
B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变
C．P向下滑动时，变压器的输入电流变小
D．P向下滑动时，变压器的输出功率变大
答案 BC
解析 由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U2也不变，灯L的亮度不随P的滑动而改变，故选项A错误，B正确．P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，副线圈负载总电阻R总变大，由I2＝eq \f(U2,R总)知，通过副线圈的电流I2变小，输出功率P出＝U2I2变小，再由eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)知输入电流I1也变小，故选项C正确，D错误．
4．(多选)如图4所示，理想变压器接在接头a时，原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心接头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u＝220eq \r(2)sin 100πt V，则( )
图4
A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V
B．当单刀双掷开关与b连接时，电压表的示数为11 V
C．单刀双掷开关与a连接，将滑动变阻器滑片P向上移动，则电压表的示数不变，电流表的示数变小
D．单刀双掷开关与a连接，将滑动变阻器滑片P向上移动，则电压表和电流表的示数都变大
答案 AC
解析 当单刀双掷开关与a连接时，根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为220eq \r(2) V，所以副线圈的电压的最大值为22eq \r(2) V，电压表的示数为电压的有效值，即电压表的示数为eq \f(22\r(2),\r(2)) V＝22 V，A正确；当单刀双掷开关与b连接时，理想变压器原、副线圈的匝数比由10∶1变为5∶1，根据电压与匝数成正比可知，此时副线圈的电压有效值为44 V，即电压表的示数为44 V，B错误；单刀双掷开关与a连接，将滑动变阻器滑片P向上移动，滑动变阻器接入电路的电阻变大，副线圈电路的总电阻变大，由于电压是由变压器决定的，则电流表的示数变小，电压表的示数不变，C正确，D错误．
5.如图5所示为原、副线圈的匝数均可调节的理想变压器，原线圈两端接一正弦交变电流，一小灯泡L和滑动变阻器串联于副线圈两端，滑动触头P置于中间，小灯泡正常发光．为了使小灯泡亮度变暗，可以采取的措施有( )
图5
A．仅减少原线圈的匝数n1
B．仅增加副线圈的匝数n2
C．仅改变R接入电路的电阻，将滑动触头P向B端滑动
D．仅增大原线圈中交流电的电压
答案 C
解析 仅减少原线圈的匝数使得副线圈中的电压增大，输出功率增大，小灯泡亮度变亮，A错误；仅增加副线圈的匝数，输出电压增大，故输出功率增大，小灯泡亮度变亮，B错误；仅改变R接入电路的电阻，将滑动触头P向B端滑动的过程中滑动变阻器接入电路的阻值增大，所以副线圈上的电流减小，通过灯泡的电流减小，所以灯泡亮度变暗，C正确；仅增大原线圈中交流电的电压，则副线圈中的电压增大，通过小灯泡的电流增大，小灯泡亮度变亮，D错误．
6．如图6甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交流电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示．现将S1接1，S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的是( )
图6
A．输入电压u的表达式为u＝20eq \r(2)sin 50πt(V)
B．只断开S2后，L1、L2均正常发光
C．只断开S2后，原线圈的输入功率增大
D．若S1换接到2后，电阻R消耗的电功率为0.8 W
答案 D
解析 由题图乙可知交变电流的周期T＝0.02 s，角速度ω＝eq \f(2π,T)＝100π rad/s，所以u＝20eq \r(2)sin 100πt(V)，选项A错误；原本L2正常发光，只断开S2后，两灯泡串联，总电阻增大，电流减小，输入功率也减小，L1、L2均不能正常发光，选项B、C错误；由变压器的电压关系eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)可得副线圈电压U2＝eq \f(n2,n1)U1＝4 V，S1换接到2后，电阻R消耗的功率P＝eq \f(U\\al(22),R)＝eq \f(42,20) W＝0.8 W，选项D正确．
7．(多选)(2019·开封市模拟)国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站
1 400座．变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图7所示，理想变压器原线圈输入电压u＝220eq \r(2)sin 100πt(V)，电压表、电流表都为理想电表．则下列判断正确的是( )
图7
A．输入电压有效值为220 V，电流频率为50 Hz
B．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大
C．S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小
D．若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，电压表V2和电流表A1的示数都减小
答案 AD
解析 输入电压有效值为U1＝eq \f(220\r(2),\r(2)) V＝220 V，由瞬时值表达式可知，角速度为ω＝100π rad/s，电流频率为f＝eq \f(ω,2π)＝eq \f(100π,2π) Hz＝50 Hz，故A正确；S打到a处，当滑动变阻器的滑片向下滑动时，副线圈电路的总电阻减小，由eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)可知U2不变，即电压表V2的示数不变，所以电流表A2的示数变大，故B、C错误；若滑动变阻器的滑片不动，S由a处打到b处，副线圈匝数减小，输入电压不变，输出电压减小，即电压表V2的示数减小，根据P＝eq \f(U2,R)可知输出功率减小，根据输入功率等于输出功率，可知P1＝U1I1减小，U1不变，则I1减小，即电流表A1的示数减小，故D正确．